CN118150451A - 一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法，首先将研究区岩块打磨为标准岩样；将标准岩样置于充满冰川融水的真空饱和缸中，通过真空泵使水压入岩样中，使标准岩样达到饱和状态；随后将几组饱和标准岩样固定到侵蚀装置的支架上；将冰川融水泵入该侵蚀装置中，以达到模拟冰川融水对围岩的侵蚀过程；将已经遭到侵蚀的标准岩样取出，对岩样进行单轴压缩试验、测量孔裂度和渗透率；重复上诉步骤分别将侵蚀5天、10天、15天、20天、30天的岩样做测试。该测试岩石侵蚀损伤的实验方法可以模拟冰川融水对围岩不同时间段内的侵蚀情况，可以较为直观的得出侵蚀时间对岩样的损伤情况，并且大大节省了实地测量的成本和时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试岩石损伤的方法，尤其是一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法。
背景技术
天然的岩体并不是完整无损的，而是完整岩块和结构面组成的复合体，与一般介质相比，它是众结构面纵横切割而具有一定结构的多裂隙体。岩块和节理的变形特征和力学特性共同决定了岩体的力学特性和破坏特征。而岩石的力学性能不仅取决于其内部因素：如矿物成分、微观结构、岩石颗粒间的胶结类型、结构面，而且还受外部环境特别是溶液的影响显著。
岩石在溶液中浸泡之后发生化学反应，不仅削弱了矿物颗粒间的联结并且使岩石的成分发生改变从而使岩体发生复杂的物理力学性质变化，同时增加岩石内部的孔隙，溶液还会对岩石的成份进行选择性的溶蚀，使岩体性状变差，导致岩石的抗压强度降低，从而引起围岩的变形破坏，失稳坍塌。对岩石的损伤起影响作用的因素包括环境中溶液的PH值，溶液中所含的离子浓度及类型，岩石内部的损伤等因素。本发明可以有效的测试出冰川融水对岩石力学性质的破坏效果。
发明内容
为了定量的研究冰川融水对岩石力学性质的破坏效果，减小测量成本，提高测量的准确性，为方便后续研究者提供一种准确的测试方法。本发明提出了一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法，该方法可以模拟冰川融水对围岩不同时间段内的侵蚀情况，可以较为直观的得出侵蚀时间对岩样的损伤情况。
本发明解决其技术问题采用的技术方案为：
S1、首先将岩块从研究区取出，并打磨为高100mm，直径50mm的标准岩样；
S2、其次将标准岩样置于充满冰川融水的真空饱和缸中，通过真空泵使得饱和缸内达到一定大气压并将水压入岩样孔隙中，使标准岩样达到饱和状态；
S3、再次将几组饱和标准岩样固定到侵蚀装置的支架上并放入套筒中；
S4、从此利用水泵将冰川融水从进水口泵入侵蚀装置中，待冰川融水充满整个侵蚀装置并持续一定时间后，用水泵将冰川融水从出水口泵出；
S5、最后将已经遭到侵蚀的标准岩样取出，对岩样进行单轴压缩试验、测量孔裂度和渗透率等参数；
S6、另外重复上诉步骤分别对遭受侵蚀5天、10天、15天、20天、30天的标准岩样做相关实验测试；
所述S1中由于真空饱和装置的操作有一定的危险性，需严格按照国标土工实验规范进行操作。
所述S2中侵蚀装置由固定岩样的支架、套筒、带有进出水口的前后盖板组成，该装置可以由PVC、钢材等材料制备；侵蚀装置的前后盖板与套筒的连接处封闭性良好，不会出行漏水等现象发生；其中支架与套筒可以为一体也可以为散体，若支架与套筒为一体则需要根据材料性质对两者进行胶结或者焊接。
所述S3中侵蚀溶液的温度为研究区域一年中零度以上气温的平均值；每隔一天对侵蚀系统中的侵蚀溶液进行溶氧量和PH测定，当溶氧量和PH值下降95%后，对侵蚀溶液进行更换。
所述S4中对已经达到侵蚀时间的标准岩样严格按照规范进行上诉实验。
本发明的有益效果是：该测试岩石侵蚀损伤的实验方法通过水泵将冰川融水泵入侵蚀装置中来模拟现场冰川融水对围岩体的侵蚀过程；而且该侵蚀装置可以模拟冰川融水对围岩不同时间段内的侵蚀情况，经过后续对岩样的实验，可以较为直观的得出侵蚀时间对岩样的损伤情况。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为岩样固定在支架的效果图。
图2为该支架与套筒局部图。
图3为侵蚀装置的整体图（岩样、支架、套筒、前后盖板、进出水口）。
图4为冰川融水作用下岩样侵蚀损伤模型图
图中，1. 支架，2. 岩样，3. 套筒，4. 前盖板，5. 后盖板，6. 进水口，7. 出水口。
具体实施方式
所述测试岩石侵蚀损伤包括以下步骤：
S1、首先将岩块从研究区取出，并打磨为高100mm，直径50mm的标准岩样（2）；
S2、其次将标准岩样（2）置于充满冰川融水的真空饱和缸中，通过真空泵使得饱和缸内达到一定大气压并将水压入岩样（2）孔隙中，使标准岩样（2）达到饱和状态；
S3、再次将几组饱和标准岩样（2）固定到侵蚀装置的支架（1）上并放入套筒（3）中；
S4、从此利用水泵将冰川融水从进水口（6）泵入侵蚀装置中，待冰川融水充满整个侵蚀装置并持续一定时间后，用水泵将冰川融水从出水口（7）泵出。
S5、最后将已经遭到侵蚀的标准岩样（2）取出，对岩样（2）进行单轴压缩试验、测量孔裂度和渗透率等参数；
S6、另外重复上诉步骤分别对遭受侵蚀5天、10天、15天、20天、30天的标准岩样（2）做相关实验测试；
所述S1中由于真空饱和装置的操作有一定的危险性，需严格按照国标土工实验规范进行操作。
所述S2中侵蚀装置由固定岩样的支架、套筒、带有进出水口的前后盖板组成，该装置可以由PVC、钢材等材料制备；侵蚀装置的前后盖板与套筒的连接处封闭性良好，不会出行漏水等现象发生；其中支架与套筒可以为一体也可以为散体，若支架与套筒为一体则需要根据材料性质对两者进行胶结或者焊接。
所述S3中侵蚀溶液的温度为研究区域一年中零度以上气温的平均值；每隔一天对侵蚀系统中的侵蚀溶液进行溶氧量和PH测定，当溶氧量和PH值下降95%后，对侵蚀溶液进行更换。
所述S4中对已经达到侵蚀时间的标准岩样严格按照规范进行上诉实验。
Claims (4)
1.一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法，该方法首先将岩块从研究区取出，并打磨为高100mm，直径50mm的标准岩样（2）。其次将标准岩样（2）置于充满冰川融水的真空饱和缸中，通过真空泵使得饱和缸内达到一定大气压并将水压入岩样（2）孔隙中，使标准岩样（2）达到饱和状态。再次将几组饱和标准岩样（2）固定到侵蚀装置的支架（1）上并放入套筒（3）中。从此利用水泵将冰川融水从进水口（6）泵入侵蚀装置中，待冰川融水充满整个侵蚀装置并持续一定时间后，用水泵将冰川融水从出水口（7）泵出。最后将已经遭到侵蚀的标准岩样（2）取出，对岩样（2）进行单轴压缩试验、测量孔裂度和渗透率等参数。另外重复上诉步骤分别对遭受侵蚀5天、10天、15天、20天、30天的标准岩样（2）做相关实验测试。
2.根据权利要求1 所述的一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法；其特征是：所述侵蚀装置由固定岩样的支架（1）、套筒（3）、带有进出水口（6，7）的前后盖板（4，5）组成；其中支架（1）与套筒（3）可以为一体也可以为散体，若支架（1）与套筒（3）为一体则需要根据材料对两者进行胶结或者焊接。
3.根据权利要求1 所述的一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法；其特征是：所述水泵将冰川融水泵入侵蚀装置中，以达到现场模拟冰川融水对围岩的侵蚀过程。
4.根据权利要求1 所述的一种测试岩石侵蚀损伤的实验方法；其特征是：所述每隔一天对侵蚀模拟系统中的侵蚀溶液进行溶氧量和PH测定，当溶氧量和PH值下降95%后，对侵蚀溶液进行更换。
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